سرمایه دره سیلیکونی، چه آینده ای را برای صنعت خودروهای پرنده رقم می زند؟

چندین دهه است که انسان ها رؤیای ماشین پرنده را در سر می پرورانند، اما این تکنولوژی هنوز هم دور از دسترس به نظر می رسد. هواپیماها بیش از حد بزرگ، گران قیمت، خطرناک، پر سر و صدا، و البته پیچیده هستند و به همین دلیل، حمل و نقل هوایی شخصی بیشتر به نوعی سرگرمی برای اقلیت متمول جامعه تبدیل شده.

با این حال، احتمال تغییر در این روند وجود دارد. برایان ژرمن از محققین هوافضا در مؤسسه فناوری جورجیا می گوید «چندین فناوری به بلوغ نسبی رسیده و در راستای یکدیگر قرار گرفته اند» تا بتوان هواپیماهای کوچکی با قیمت مناسب تولید کرد.

ژرمن اضافه کرد موتورهای الکتریکی سبک و قدرتمند، باتری هایی که انرژی بیشتری ذخیره می کنند، و همچنین نرم افزارهای پیچیده و کارآمد هوانوردی، همگی به توسعه وسایل نقلیه هوایی کوچک تر می انجامند.

در واقع، چندین شرکت در ساخت نمونه اولیه هواپیماهایی در ابعاد خودروهای معمول فعال هستند، که به زودی می توانند به وسایل نقلیه ارزان قیمت، ایمن و پر کاربرد برای استفاده منظم شهروندان عادی بدل گردند.

چندی پیش خواندید که لری پیج بنیانگذار گوگل سرمایه گذاری گسترده ای در شرکت های فعال در این صنعت انجام داده. یکی از این شرکت ها Zee Aero نام دارد که از سال 2010 تحت حمایت مالی پیج قرار گرفته، و دیگری نیز Kitty Hawk با مدیریت «سباستین ترون» مدیر سابق گوگل است که در سال 2015 به این منابع مالی دست یافت.

البته ماشین های پرنده در آینده شبیه جت های کارتون The Jetsons نیستند. در واقع به احتمال زیاد باید آنها را از کمپانی هایی همچون Uber کرایه کنید، و نیازی نیست یک خودروی پرنده را به طور کامل خریداری کرده و در پارکینگ خانه نگه دارید؛ جالب اینکه اوبر چندی پیش اسنادی را در رابطه با برنامه هایش منتشر ساخت.

در مجموع به نظر می رسد به آینده ای که در آن میلیون ها نفر به صورت مداوم از سفرهای هوایی کوتاه استفاده کنند، روز به روز نزدیک تر می شویم.

نوآوری های دره سیلیکونی در خدمت صنعت هوانوردی

هواپیماهای معمولی با حرکت در امتداد افق، به سرعت کافی برای طی مسیر در ارتفاعات دست پیدا می کنند، به همین دلیل مسیر اوجگیری و فرود آنها نسبتاً طولانیست. در مقابل هواپیماهایی با قابلیت نشست و برخاست عمودی، ابتدا از جای خود بلند شده و زمانی که به ارتفاع مناسب رسیدند، حرکت افقی را آغاز می کنند. به همین دلیل، در مکان هایی که هواپیماها قابل استفاده نیستند، بالگردها تنها گزینه موجود برای حمل و نقل هوایی به شمار می روند.

البته عمودپروازها (VTOL) تکنولوژی جدیدی محسوب نمی شوند. جت هوایی هریر در سال 1969 با این قابلیت ساخته شده و به بهره برداری رسید، و V22 Osprey محصول مشترک بوئینگ و بِل نیز از سال 1989 در خدمت ارتش ایالات متحده قرار دارد.

با این حال استفاده از وسایل نقلیه هوایی فوق بسیار دشوار است و به مهارت های خاص نیاز دارد. به همین دلیل، و البته قیمت بالا، استفاده از آنها چندان رواج نیافت.

با توسعه موتورهای الکتریکی به عنوان جایگزینی برای موتورهای احتراق داخلی (درون سوز) تغییرات قابل توجهی در شرایط پرواز به وجود آمد. این موتورها بسیار سبک تر، ساده تر و ارزان تر از موتورهای معمول هواپیما هستند که از سوخت های فسیلی بهره می گیرند، ضمن اینکه هر ساله شاهد سبک تر و قدرتمندتر شدن آنها هستیم. این پیشرفت، فرصت های کاملاً نوینی را برای طراحان صنعت هوانوردی ایجاد کرده است.

برای اینکه ببینید وسایل نقلیه هوایی الکتریکی در آینده چه شکلی هستند، می توانیم به پتنت ثبت شده توسط Zee Aero نگاهی بیندازیم. در این تصویر یک هواپیمای شخصی را می بینیم که ابعادی در حد و اندازه خودروهای عادی دارد و در پارکینگ های معمولی جا می گیرد:

بلند شدن هواپیما به صورت عمودی، به نیروی رانش بیشتری در مقایسه با حرکت افقی در هوا نیاز دارد. بنابراین طرح Zee Aero از هشت پیشران برای بلند شدن از سطح زمین استفاده می کند، در حالی که تنها دو پیشران افقی در آن تعبیه شده است. زمانی که هواپیما از زمین برخاست، می توان پیشران های عمودی را خاموش کرد تا در مصرف انرژی صرفه جویی شود.

این نوع طراحی با موتورهای مرسوم هواپیما امکان پذیر نیست، زیرا 10 عدد از آنها وزن فوق العاده زیادی خواهد داشت؛ اما موتورهای الکتریکی کاملاً سبک و کوچک هستند و حتی وسیله ای در ابعاد یک خودروی عادی نیز می تواند 10 پیشران را به همراه داشته باشد.

البته توجه داشته باشید که موتورهای الکتریکی نیز اختراع جدیدی محسوب نمی شوند، اما به مرور زمان پیشرفت های بسیاری داشته و به قدرت فوق العاده بیشتری در ابعاد کوچک تر دست یافته اند. علاوه بر این، ارتقاء مداوم در دو حوزه دیگر نیز ما را به عملی ساختن وسایل نقلیه VTOL نزدیک تر ساخت: باتری ها، و نرم افزار ناوبری هوایی.

مزیت اصلی سوخت های معمول هواپیما، این است که انرژی فوق العاده زیادی را در حجمی کم فراهم می سازند، که وزن سربار روی هواپیما را به حداقل رسانده و طی مسافت های طولانی را بدون نیاز به سوختگیری مجدد میسر می کند.

ژرمن در این رابطه می گوید:

اگر باتری های کنونی را داخل هواپیماهای شخصی قرار دهیم، طی مسافت های طولانی ممکن نخواهد بود. با این حال مطمئنم طی چند سال آینده با پیشرفت در این حوزه، ساخت هواپیماهای دوربرد کاملاً عملی می گردد.

پیشرفت صنعت باتری، به نوعی توفیق اجباری ناشی از ابداعات در دیگر بخش های دره سیلیکونی محسوب می شود. بازار رو به رشد لپ تاپ، موبایل، تبلت و خودروهای الکتریکی، همگی باعث شده اند تا میلیاردها دلار سرمایه به ارتقاء تکنولوژی باتری ها اختصاص یابد.

بدین ترتیب، چگالی انرژی باتری ها همواره در حال افزایش است، و هر قدمی که در این راه برداشته می شود، هواپیماهای الکتریکی آینده را سبک تر از قبل کرده و برد بیشتری را با یک بار شارژ به آنها هدیه می کنند.

ژرمن معتقد است فناوری باتری هنوز به سطح مورد نیاز آنها نرسیده، و برای اینکه هواپیماهای الکتریکی کوچک بتوانند با اطمینان از زمین بلند شوند، حداقل به دو برابر تراکم انرژی در مقایسه با تکنولوژی کنونی نیاز داریم.

مسئله دیگر اینجاست که پیشرفت باتری قانون مشخصی ندارد و نمی توان آن را مانند چیپست های کامپیوتری پیش بینی کرد. ایلان ماسک مدیرعامل تسلا که در حال حاضر پروژه کارخانه عظیم باتری سازی گیگافکتوری را در دست اجرا دارد، معتقد است چگالی انرژی باتری ها در هر سال بین 5 تا 8 درصد ارتقاء می یابد.

با این حساب، رسیدن به چگالی دو برابری به یک دهه بعد منتقل می شود، مگر اینکه به تکنولوژی های جدید و ترکیبات شیمیایی بهتری برای ساخت باتری دست یابیم.

تکنولوژی دیگری که شرایط را برای ساخت خودروهای پرنده مهیا ساخته، پیشرفت های نرم افزاری است. کنترل هواپیمایی با 10 پیشران و مدیریت بهینه موتورها از عهده هر کسی بر نمی آید، اما نرم افزارهای کامپیوتری به سادگی می توانند هر 10 موتور را تحت کنترل گرفته، و نیروی رانش مورد نیاز در شرایط مختلف را تأمین کنند.

ژرمن می گوید طراحی وسیله نقلیه با چند موتور، از نظر ایمنی هم بسیار مهم است، چون اگر یکی از آنها خراب شد، باز هم چندتای دیگر در اختیار خواهید داشت، و این افزونگی در کاهش خطرات پرواز نقش بسزایی را ایفا خواهد کرد.

ترکیب موتورهای الکتریکی کوچک تر و قوی تر، باتری های پیشرفته تر، و نرم افزارهای پیچیده و هوشمند، می تواند گزینه های کاملاً جدیدی را در اختیار طراحان هواپیما قرار دهد. طرح اولیه Zee Aero تنها یکی از این نمونه هاست، اما شرکت های متعددی به توسعه پروتوتایپ های خود مشغولند.

به عنوان مثال Volocopter را در نظر بگیرید که عملکردی شبیه پهپادها دارد، با این تفاوت که به جای چهار موتور، 18 موتور در آن تعبیه شده:

همچنین شرکت Joby Aviation نیز طرحی برای هواپیمای دونفره ارائه کرده که 12 پیشران برای تیک آف در اختیار دارد، چهار عدد روی هر کدام از بال ها و چهار عدد روی قسمت دُم. پس از برخاستن از زمین، این 12 پیشران جمع شده و چهار پیشران دیگر که برای پرواز افقی بهینه سازی شده اند، وارد مدار خواهند شد:

ذکر این نکته ضروریست که صنعت وسایل نقلیه پرنده هنوز در مراحل اولیه رشد خود قرار دارد و در صورت فراگیر شدن آن، به احتمال زیاد طرح های نهایی با آنچه امروز می بینیم تفاوت خواهند داشت.

هواپیماهای الکترونیکی کوچک و تحول حمل و نقل هوایی

جایگزینی موتورهای سوختی با موتورهای الکتریکی در هواپیماهای کنونی، به خودی خود می تواند مزایای قابل توجهی به همراه داشته باشد، از جمله کاهش هزینه سفر و مهم تر از آن، کاهش آلودکی صوتی و زیست محیطی؛ اما با توسعه ماشین های پرنده می توان مسافرت هوایی را در شرایطی که پیش از این حتی به ذهن خطور نمی کرد نیز به کار گرفت.

به عنوان مثال طرح پیشنهادی اوبر برای هواپیمای VTOL کوچک را در نظر بگیرید. Uber شبکه ای از هواپیماهای قابل سفارش را پیشنهاد می دهد که مسافرین را بین ایستگاه های معین در سرتاسر مناطق شهری جابجا می نماید.

در حالت عادی اگر بخواهیم از سن هوزی در کالیفرنیا به سن فرانسیسکو برویم، حداقل به یک ساعت و در ساعات شلوغی به 2 ساعت زمان نیاز خواهیم داشت. در مقابل، همین مسافت را می توان با هواپیماهای اوبر در کمتر از 15 دقیقه طی کرد.

از نظر هزینه، اوبر برآورد می کند که این سفرها در مراحل اولیه حدود 129 دلار هزینه خواهد داشت، اما پس از مدتی به 43 دلار و در نهایت به 20 دلار خواهد رسید. این رقم ها با توجه به هزینه 100 دلاری کرایه تاکسی بین این دو منطقه، کاملاً مقرون به صرفه است.

علاوه بر این، از آنجا که هواپیماهای مورد بحث به صورت عمودپرواز هستند، به فرودگاهی بزرگ نیاز ندارند و از مناطق کوچکی به نام «ورتیپورت» به پرواز در می آیند. این ایستگاه ها به راحتی در پارکینگ های شهری یا روی سقف ساختمان ها احداث خواهند شد.

طبیعتاً اوبر با توجه به سابقه فعالیت در زمینه ارائه خدمات تاکسی آنلاین، مدل کسب و کار سفارشی را نیز برای این قضیه در نظر گرفته، بدین صورت که کاربر چند دقیقه قبل از رسیدن به ورتیپورت، می تواند از طریق موبایلش پرواز را رزرو نماید.

در ابتدا، هواپیماهای VTOL به خلبان نیاز دارند تا کنترل وسیله نقلیه را در دست بگیرد. البته نرم افزارهای پیشرفته می توانند بسیاری از عملیات مورد نیاز در روند پرواز را به اجرا درآورند، و در نتیجه خلبان این وسایل به آموزش کمتری در مقایسه با حال حاضر نیاز خواهند داشت.

در درازمدت، حتی می توان به طور کامل از خلبان انسانی بی نیاز شد، و هواپیماها به صورت خودران و هوشمند به پرواز درآیند. این وضعیت نه تنها کاهش هزینه را در پی خواهد داشت، بلکه وزن وسیله نقلیه را نیز کاهش داده و بدین ترتیب می توان بهره وری بیشتر در ازای هزینه کمتر را به دست آورد.

تأثیر حمل و نقل هوایی بر سبک زندگی

پیاده سازی فناوری وسایل نقلیه پرنده، الگوی ترافیک شهری را نیز تغییر خواهد داد. انتقال جمعیت به مناطق حومه شهر روند سریع تری خواهد گرفت، و افراد زیادی می توانند زمین هایی را به دور از مناطق پر جمعیت شهری برای سکونت خریداری کرده، و برای حضور در محل کار خود از خودروهای پرنده استفاده کنند.

همچنین مسافرت هوایی در مسیرهای کوتاه با هزینه معقول، می تواند استفاده از تعطیلات کوتاه مدت و آخر هفته را برای شهرنشینان ممکن ساخته، و آنها را در مدت زمان کوتاه به مناطق تفریحی اطراف شهرهای بزرگ برساند.

البته در درازمدت، نگرانی در مورد ازدحام و آلودگی صوتی این فناوری وجود دارد و کاملاً منطقیست. هواپیماهای VTOL سر و صدای کمتری نسبت به هلی کوپتر دارند، اما باز هم زندگی در مجاورت ورتیپورت که روزانه صدها پرواز از آنجا صورت می گیرد، آزاردهنده خواهد بود.

حتی اگر هزینه استفاده از این خودروهای پرنده تا حدی پایین بیاید که طبقه متوسط نیز بتواند به راحتی از آنها استفاده کند، باز هم فضای هوایی شهرهای شلوغ با آسمانخراش های متعدد برای برآورده کردن نیاز آنها کفایت نخواهد کرد.

بنابراین واضح است که هنوز سال ها با فراگیر شدن تکنولوژی خودروهای پرنده تجاری و قابل سفارش فاصله داریم، اما نکته مهم این است که از مرحله فرضیه و تئوری گذشتیم، و ماشین های پرنده را نمی توان صرفاً به فیلم های علمی-تخیلی نسبت داد.

فعالیت استارتاپ های متعدد در این حوزه و ساخت پروتوتایپ ها، در کنار حضور شرکت های بزرگی همچون اوبر برای بررسی این بازار و امکان سنجی آن، به علاوه سرمایه گذاری مدیران متمول دره سیلیکونی، همگی نشان می دهند طی چند سال آینده همه چیز تغییر می کند، و آسمان آبی بالای سرمان مملو از پرنده های فلزی ریز و درشت خواهد بود.